2.3 Matriks Ekstraseluler
Matriks ekstraseluler adalah sekumpulan protein fibrosa yang melekat pada gel polisakarida terhidrasi. Molekul makro yang membentuk matriks ekstraseluler disekresi
oleh sel-sel, terutama fibroblas. Untuk matriks yang lebih khusus, misalnya kartilago atau tulang, maka matriks ekstraseluler disekresi oleh sel-sel yang berdiferensiasi lebih tinggi,
misalnya osteoblas, yang membentuk tulang dan atau kondrosit yang membentuk kartilago Gendron,1999. Komponen matriks ekstraseluler utama adalah protein-protein jaringan,
antara lain kolagen, fibronektin dan glikosaminoglikan yang berikatan dengan protein membentuk proteoglikan. Protein-protein ini yang bertanggung jawab atas integritas
struktural dari jaringan pendukung gigi. Kerusakan dari jaringan pendukung ini ditandai oleh degradasi matriks ekstraseluler yang dapat menyebabkan kerusakan permanen dari
jaringan lunak periodontal dan tulang alveolar Kerrigan,2000.
2.4 Matriks Metalloproteinase
Matriks metalloproteinase MMP adalah sejenis enzim proteolitik sebagai subfamilia matrixin dan familia zinc metalloproteinase yang pada manusia dijumpai
sekurang-kurangnya 25 macam pada saat ini Apajalahti, 2004. Seringkali sulit untuk mengidentifikasi aktivitas MMP karena beberapa anggota familia MMP dapat melakukan
aktivitas enzimatik yang identik. Dengan demikian, bila satu enzim dihambat fungsinya, yang lain bisa lebih banyak diekspresi untuk mengkompensasi keadaan. Semua MMP
disekresi dari sel sebagai enzim yang laten dan diaktivasi di lingkungan periseluler melalui pemutusan ikatan Zn sistein yang memblok reaktivitas dari sisi aktif Velasco, 1999.
Sel-sel jaringan ikat endogen dan juga beberapa jenis sel hematopoitik yang mensintesis MMP. Matriks ini pertama kali ditemukan oleh Gross dan Lapiere tahun 1962
pada vertebrata termasuk homo sapiens, tetapi kemudian ditemukan juga pada invertebrata dan tumbuhan. MMP dibedakan dengan endopeptidase lain karena ketergantungannya
pada ion logam sebagai kofaktor dan kemampuannya untuk mendegradasi matriks ekstraseluler, serta ciri-ciri khasnya dalam sekuens DNA revolusioner Kerrigan. 2000.
Matriks Metalloproteinse MMP dapat diproduksi oleh berbagai sel imunoefektor seperti netrofil, monosit makrofag, fibroblast Uitto, 2003; Avellan et al, 2005. Juga
dipengaruhi oleh pelepasan neuropeptida pro inflamasi dari saraf sensoris yang dekat pada berbagai jaringan termasuk gingiva Luthman et al, 1999 dalam Avellan, 2005.
Matriks metalloproteinase MMP tidak hanya mendegradasi hampir semua matriks ekstraselular dan komponen membran basal tapi juga growth factor, reseptor permukaan
sel, sitokin proinflamasi sehingga mengakibatkan pengaturan sel dan penghantaran sinyal. Sebagai tambahan, MMP terlibat erat pada kondisi patologik seperti Rheumatoid arthritis,
invasi tumor dan metastasis, infeksi pernafasan kronis, penyakit periodontal dan penyakit mata dirangkum oleh Apajalahti, 2004.
Berdasarkan gambaran strukturnya, MMP dapat dibagi menjadi kolagenase, gelatinase, stomelisin, matrilisin dan matriks metaloproteinase jenis membran. Kolagenase
sebagai anggota subfamilia MMP terdiri atas kolagenase-1 MMP-1, kolagenase-2 MMP- 8 dan kolagenase-3 MMP-13. Kolagenase mempunyai kemampuan yang unik dalam
memecah kolagen fibriler naif tipe I, II dan III Murphy,1992.
Gambar2.3 Peran kolagenase dalam memecah tiple helix kolagen Elley et al, 2010
Kolagenase sanggup menginisiasi degradasi kolagen dengan mengurai triple helix gambar 2.3. Triple helix kolagen membelah pada tempat spesifik unutk menghasilkan N-
terminal ¾ dan C terminal ¼ fragmen dimana pada suhu tubuh dapat berubah menjadi gelatin Apajalahti, 2004. MMP-1,-8, -13 mempunyai tiga domain penting pada struktur
primernya yaitu domain propeptida yang hilang pada saat aktivasi, domain katalitik mengandung Zn
+2
binding site dan C-terminal domain hemopexin gambar 2.4
Gambar 2.4 Struktur domain kolagenase Apajalahti,2004
Semua kolagenase disekresi dari sel sebagai proenzim laten dan diaktivasi in vivo secara ekstraseluler terutama terhadap pemotongan proteolitik oleh host derived tissue dan
serine protease MMP lain, PMN elastase, plasmin, capthepsin G, trypsin-2 atau oleh proteinase bakterial. Pada pengeksresian proenzim laten, residu cystein pada domain
propeptida berikatan secara kovalen terhadap Zn
+2
pada domain katalitik. Pada aktivasi proteolitik, ikatan kovalen tersebut terganggu dan domain propeptida berat molekul
sekitar 10-20 kD dipotong, menghasilkan reduksi massa molekuler Apajalahti,2004.
2.3.1 Matriks Metalloproteinase 8 MMP-8
Matriks Metalloproteinase 8 MMP-8 bagian dari keluarga zinc-dependent endopeptidase yang berperan dalam pengrusakan kolagen Surlin 2000, paling efektif
mendegradasi kolagen tipe I Apajalahti,2004 yang paling banyak ditemukan pada PDL. MMP-8 pada awalnya dianggap terbatas pada netrofil, tetapi akhirnya dapat dideteksi pada
kondroisit dari kartilago osteoartritis, fibroblas sinovial dan sel endotel, sel odontoblas dan sel pulpa gigi Sasano, 2002.
Fungsi dari MMP-8 antara lain adalah berhubungan dengan penyakit mielofibrosis, ruptur dini, melanoma, terlibat dalam proses proteolisis, proses katabolik kolagen,
metabolisme peptidoglikan; protein yang diharapkan mempunyai fungsi molekuler aktivitas kolagenase netrofil, ikatan ion zinc, ikatan ion kalsium, aktivitas kolagenase
interstitial, aktivitas metaloendopeptase; terlokalikasi di ruang ekstra seluler, matriks ekstra seluler proteinaseus dan matriks ekstraseluler Palosaari, 2000. Kadar MMP-8 menurut
penelitian Mantyla et al 2003 menunjukkan pada kondisi periodontitis sekitar 2500 µgL, pada gingivitis sekitar 750 µgL dan pada kondisi sehat sekitar 100 µgL.
Matriks metalloproteinase-8 MMP-8 adalah enzim pemecah kolagen yang terdapat pada jaringan ikat dari kebanyakan mamalia. Pada manusia, protein MMP-8
disandi oleh gen MMP-8. Pada umumnya, MMP disekresi dalam bentuk proprotein yang diaktifkan ketika dipecah oleh proteinase ekstraseluler. Akan tetapi, enzim ini disimpan di
granuler sekunder dari netrofil yang diaktivasi dengan cara pemecahan autolitik. Fungsinya adalah untuk mendegradasi kolagen jenis I,II dan III Nagase,2006; Apajalahti,2004.
Gambar 2.5 MMP 8 pada manusia Krizkova, 2011
2.5 Cairan Sulkus Gingiva CSG
Cairan sulkus gingiva CSG merupakan cairan yang sangat berguna sebagai sarana diagnostik bagi para klinisi karena mengandung penanda-penanda biologis biomarker
yang spesifik pada kondisi tertentu, yang dapat dijadikan penilaian untuk mengetahui kondisi biologis dari jaringan periodonsium Waddington, 2001.
Cairan Sulkus Gingiva CSG ini adalah suatu eksudat inflamatoris yang berasal dari pleksus pembuluh darah gingiva di korium gingiva, dijumpai di sulkus gingiva. Cairan
ini cenderung meningkat jumlahnya pada kondisi inflamasi dan meningkatnya permiabilitas kapiler Meeran,2011. Cairan ini keluar pada tepi gingiva dan dapat
dikumpulkan melalui berbagai prosedur yang bervariasi dengan proses yang spesifik pada
sisi tertentu dan non invasif. Pengumpulannya dapat dilakukan dengan beberapa cara yaitu menggunakan platinum loop, filter-paper strip, pembilasan gingiva dan pipet mikro
Lehner, 1996.
Gambar 2.6 Cairan sulkus Gingiva CSG terdiri dari substansi yang berasal dari serum, leukosit, bakteri, sel- sel epitel, sel-sel jarigan ikat dan sel tulang. Uitto,2003
2.5.1 Teknik pengambilan Cairan Sulkus Gingiva
Gambar 2.7 Pengambilan CSG dengan Periopaper strips Capelli et al, 2010
Gambar 2.7 Menggunakan Mikropipet dan Paper point Hassan et al, 2010
Gambar 2.8 Ilustrasi cara penempatan paper untuk diambil CSG nya a metode extracrevicular, b metode intracrevicular superficial c metode intracrevicular deep Carranza, 2006
Komponen-komponen seluler dan humoral darah dapat mencapai gigi dan permukaan epitel mulut dengan cara cairan tersebut mengalir melalui epitel junctional
gingiva. Oleh karena itu fungsi dan struktur epitel junctional adalah penting dalam hal relasi biologis antara komponen vaskuler dan struktur periodontal. Epitel junctional
membentuk suatu perlekatan organik ke gigi dan bersambung dengan epitel sulkus yang meluas ke tepi gingiva. Epitel junctional berbeda dengan epitel lainnya karena mempunyai
dua lamina basalis, satu melekat ke jaringan ikat dan satunya ke gigi Lehner,1996. Dalam CSG dijumpai komponen cairan dan seluler. Komponen cairan dari CSG antara lain
mengandung imunoglobulin A, Ig G dan IgM, komplemen C3, C4, dan C5 dan proaktifator C3. IgG cairan krevikuler mengandung antibodi spesifik terhadap sejumlah
miroorganisme mulut, misalnya Streptococcus mutans. Aktivasi dari fagosit netrofil dan monosit menyebabkan kerusakan dan respon peradangan Kinney, 2007. Selama proses
inflamasi, produk interseluler dibuat dan bermigrasi ke sulkus gingiva atau poket periodontal. Mediator-mediator dari aktivitas penyakit seperti IL-
1α, IL-6, TNF telah diidentifikasi dan dijadikan sampel dari berbagai cairan biologis misalnya saliva dan CSG
Kinney, 2007. Komponen seluler pada CSG yang paling banyak dijumpai adalah netrofil 92.
Sel-sel lainnya adalah mononuklear, terdiri dari makrofag, limfosit T dan B. Sel-sel ini bermigrasi dari darah melalui epitel junctional, dan mungkin sel-sel ini setelah memakan
bakteri, menuju ke sulkus gingiva. Proporsi netrofil dalam cairan krevikuler lebih tinggi dibanding yang dijumpai dalam darah 70 secara konsisten walaupun diketahui bahwa
netrofil mempunyai kapasitas untuk bermigrasi Lehner, 1996. Kegunaan CSG dalam menilai gerakan ortodontik akan dipengaruhi oleh berbagai
parameter. Trauma resorptif sintetik pada jaringan periodonsium akan menyebabkan keluarnya cairan yang bisa dipakai untuk menilai faktor-faktor yang mempengaruhi
penilaian ortodontik. Gerakan dari tulang alveolar dan PDL memproduksi faktor-faktor matriks ekstraseluler yang digunakan sebagai penanda biologis dari perawatan ortodontik
Cairan Sulkus Gingiva CSG muncul pada margin gingiva dan dapat bervariasi digambarkan sebagai transudat atau eksudat. Laju aliran ini terkait dengan tingkat
inflamasi gingiva,dan tingkat 0,05-0,20 per menit dilaporkan dalam kasus peradangan minimal. Jumlah cairan aliran adalah antara 0,5 dan 2,4 mL per hari. Studi terbaru dalam
pergerakan gigi ortodontik telah menggunakan CSG karena noninvasif dan kemudahan pengambilan sampel berulang dari tempat yang sama dengan bantuan platinum loop, strip
kertas saring, gingival wash, dan mikropipet. Cairan ini digunakan untuk menganalisis berbagai penanda biokimia seperti produksi prostaglandin dan aksi berbagai faktor
ekstraseluler dan intraseluler,seperti IL-1,, faktor pertumbuhan epidermal IL-6, TNF-2 mikroglobulin, cathepsin, aspartat aminotransferease, basa fosfatase, dan laktat
dehidrogenase. Perubahan remodelling dalam tulang alveolar dan PDL menginduksi produksi berbagai mediator sel atau enzim yang dapat digunakan sebagai biomarker
perawatan ortodontik. Apajalahti et al 2003 menemukan jumlah MMP-8 signifikan lebih tinggi dalam CSG setelah aplikasi gaya ortodontik selama 4 sampai 8 jam. Mereka
menyarankan bahwa peningkatan ekspresi dan aktivasi MMP-8 pada CSG mencerminkan terjadinya peningkatan remodelling periodontal setelah aplikasi kekuatan ortodontik.
Mereka menyimpulkan bahwa kehadiran penanda tersebut dalam CSG mungkin berguna dalam mengidentifikasi kegiatan remodelling tulang selama perawatan ortodontik. Cairan
ini dianggap menjanjikan dan dapat diandalkan untuk penelitian masa depan, karena berbagai penelitian sudah mulai memberikan gambaran proses dalam jaringan paradental
selama terapi ortodontik.
BAB 3 KERANGKA KONSEPTUAL DAN HIPOTESIS PENELITIAN
3.1 Kerangka Konseptual
Keterangan : diperiksa
pemakaian orto cekat
inflamasi Perubahan
endotel
Aktivasi Fibroblas, osteoclast,osteosit
Distorsi matriks ekstra seluler PDL
Pergerakan gigi Growth factor,
sitokin, Prostaglandin
Vasodilatasi migrasi
leukosit PMN
MMP-8 Trauma mekanik
3.2 Penjelasan Kerangka Konsep
Bila gigi menerima tekanan ortodontik yang merupakan trauma mekanis maka akan memicu terjadinya respon menyerupai respons inflamasi berupa perubahan pada
endotel sehingga terjadi vasodilatasi dan migrasi leukosit PMN ke jaringan. Inflamasi dan vasodilatasi yang diikuti migrasi leukositPMN ini juga akan mengaktifasi
beberapa mediator kimia seperti berbagai jenis sitokin, growth factor dan prostaglandin. Teraktifasinya mediator-mediator kimia ini juga akan yang akan
mengaktifasi osteoblas, osteoklas dan fibroblas yang berada di matriks ekstra seluler untuk bergerak menuju daerah yang mendapat tekanan dan tarikan. Agar dapat dengan
mudah mencapai daerah tersebut maka matriks ekstraseluler yang paling banyak ditemui pada PDL yaitu kolagen tipe I dipecah terlebih dahulu ikatannya dengan
bantuan enzim Matriks Metalloproteinase-8 MMP8 yang dihasilkan oleh Polimorfonuklear PMN dan fibroblas sehingga terjadi distorsi matriks ekstra seluler
PDL dan memungkinkan gigi untuk bergerak.
3.3 Hipotesis
Kategori